仪器仪表学报

作者：李 萌，龙 威，冯 朗，向 琴

单位：李 萌,1.昆明理工大学机电工程学院,,龙 威,1.昆明理工大学机电工程学院,,冯 朗,1.昆明理工大学机电工程学院,,向 琴,1.昆明理工大学机电工程学院,

关键词：摩擦纳米发电机(TENG);摩擦伏特效应,检测可靠性;结构参数;环境参数

基金：国家自然科学基金（51766006）、云南省万人计划（YNWR?QNBJ?2018?162）项目资助

摩擦纳米发电机技术采用非接触式感应电测量方法,在自发电领域和智能传感领域得到了迅速的发展,但摩擦界面间起电原理和电荷转移过程受材料和环境影响,难以精确操控。本文利用气液间断型摩擦纳米发电机(L-STENG)检测技术对PTFE管内流动介质进行实时监测,分析环境因素和结构参数对输出电特性的影响,揭示液-气-固三相在接触起电和感应电输出过程的作用机理及影响规律。研究发现:对于单电极L-STENG系统,随着铜电极宽度的增加,开路电压显著增大,宽度从1mm增至3mm时,开路电压增长了1.32倍,当宽度增至6mm时,较最初增长了1.9倍;随着液相温度从1℃升高到55℃时,开路电压呈现先升高后降低的趋势;随着管道老化程度的增加,转移到PTFE管壁的电子数降低,铜电极感应到的电荷数减少,电能转换效率降低;随着湿度的增加,相界面间的内源摩擦电效应减弱,开路电压降低;当环境中有强激光照射时,可以有效激发界面上载流子的能量水平,使系统输出性能和电能转换效率大幅提高。

来源：2022年第4期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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